Zodiakallicht

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Wechseln zu: Navigation, Suche
Zodiakallicht am Osthimmel im Sternbild Krebs vor der Morgendämmerung. Zu sehen sind u. a. auch Venus und der Sternhaufen M44

Das Zodiakallicht (gr. ζῴδιον zódionTierkreiszeichen“) ist eine äußerst schwache permanente Leuchterscheinung am Himmel, die zu den astronomischen Erscheinungen gehört. Die Leuchterscheinung ist auf die Umgebung der Ekliptik, den Zodiak, begrenzt. Das Zodiakallicht entsteht durch Reflexion und Streuung des Sonnenlichts an den Bestandteilen der Gas- und Staubwolke, die die Sonne als dünne Scheibe in der Planetenebene umgibt.

Das Zodiakallicht umspannt den gesamten Himmel entlang der Ekliptik. Nahe der Sonne bis zu einer Entfernung von wenigen Grad spricht man von der F-Korona. Ihr schließt sich das Zodiakallicht an. Es geht über in die Lichtbrücke, die – genau gegenüber zum Sonnenstand – zum Gegenschein führt.

Beobachtung[Bearbeiten]

Gegenschein im Winkelabstand von 180° zur Sonne.

In absolut klaren Nächten kann man auf flacher Ebene bzw. dem Meer über dem Horizont kurz nach der astronomischen Dämmerung im Westen bzw. kurz davor im Osten einen schwachen Lichtstreifen erkennen.

Im Prinzip kann man das Zodiakallicht das ganze Jahr über beobachten, sofern man weit genug von künstlichen Lichtquellen und der durch sie verursachten Lichtverschmutzung entfernt ist. In gemäßigten Breiten gelingt es am besten im Frühling nach der Abenddämmerung, im Herbst vor Beginn der Morgendämmerung.

Entstehung[Bearbeiten]

Intensitätsverteilung des Zodiakallichts, Lichtbrücke und Gegenschein (F-Korona bei 0.5-2° ist nicht mehr im Bild).
Intensität des Gegenscheins.

Die F-Korona, Zodiakallicht, Lichtbrücke und der Gegenschein entstehen durch Reflexion und Streuung des Sonnenlichts an Staubteilchen, welche die Sonne als dünne Scheibe in der Planetenebene umgeben. Dieser sogenannte interplanetare Staub entsteht ständig neu durch Zusammenstöße von kleinen Gesteinsbrocken wie Meteoroiden und Asteroiden.

Die Dichte der Staubpartikel von 0,001 bis 0,1 mm Größe liegt bei 10-14 Teilchen pro cm³. Aufgrund des Poynting-Robertson-Effektes kommt es zu einer Größenselektion der Teilchen mit dem Effekt, dass Teilchen größer als 0,001 mm durch die Sonneneinstrahlung abgebremst werden, spiralförmig zur Sonne treiben und letztendlich verdampfen. Kleinere Teilchen unterliegen dem Poynting-Robertson-Effekt nur eingeschränkt und werden durch den hier überwiegenden Strahlungsdruck der Sonne aus dem Sonnensystem getrieben.

Das Zodiakallicht ist dann besonders gut zu erkennen, wenn die Sonne in einem möglichst steilen Winkel auf- bzw. untergeht, was z. B. in Mitteleuropa zu Frühlings- und Herbstanfang gegeben ist. In dieser Zeit ist die Dämmerung verkürzt und der Lichtschein erhebt sich besonders hoch über den Horizont. In den äquatorialen Breiten ist diese Bedingung ganzjährig erfüllt.

Die Helligkeit des Zodiakallichts hängt unmittelbar mit der Winkelabhängigkeit der Lichtstreuung zusammen. Mit den Parametern Teilchengröße und -dichte, Brechnungsindex und Reflexionsvermögen lässt sich die Helligkeitsverteilung gut mit einer Mie-Streuung und klassischer Streuung wiedergeben. Die Vorwärtsstreuung ist sehr groß, zu sehen an der ausgeprägten F-Korona und dem relativ hellen Zodiakallicht in der Nähe der Sonne. Im Abstand von ca. 90 Grad zur Sonne ist die Streuung klein, entsprechend einer sehr schwach leuchtenden Lichtbrücke. Die Rückwärtsstreuung um 180 Grad steigt etwas an, weshalb der Gegenschein sich als Lichtfleck abhebt. Die Helligkeit der Lichtbrücke und des Gegenlichts mit Untergrundkorrektur liegt bei 100 bis 150 S10, also in der gleichen Größenordnung wie der absolut klare Nachthimmel (ohne mit dem Auge erkennbare Einzelsterne). Die Summe aus Untergrund und Gegenschein ist in der Grafik gegen die Entfernung zur Sonne aufgetragen.

Geschichte[Bearbeiten]

Zodiakallicht am Abendhimmel, nach einer Zeichnung von Étienne Léopold Trouvelot

Wahrscheinlich kannten schon die Ägypter vor einigen tausend Jahren diese Lichterscheinung. Die erste ausführliche Beschreibung des Zodiakallichtes wurde jedoch erst in den Jahren 1682–1683 von dem italienischen Mathematiker und Astronomen Giovanni Domenico Cassini und seinem Schweizer Kollegen Nicolas Fatio de Duillier angefertigt.

Der Gegenschein des Zodiakallichtes wurde, soweit bekannt, erstmals 1730 von dem französischen Jesuitenpater und Professor Esprit Pézenas (1692–1776) beobachtet. Weitere Beobachtungen machte Alexander von Humboldt 1799–1803 während seiner Südamerikareise. Auf ihn geht auch der Begriff „Gegenschein“ zurück.

Der dänische Astronom Theodor Brorsen publizierte 1854 die ersten systematischen Untersuchungen über den Gegenschein und konnte ihn auch bereits richtig deuten. Zugleich beobachtete Brorsen dabei als erster, dass das Zodiakallicht ein den gesamten Himmel umspannendes Phänomen ist, das man unter günstigen Bedingungen als schwache Lichtbrücke vom Zodiakallicht bis hin zum Gegenschein sehen kann. Die verursachenden Staubwolken entdeckte schließlich der Astronom Walter Grotrian (1890–1954).

Literatur[Bearbeiten]

  • Stanley F. Dermott et al.: A circumsolar ring of asteroidal dust in resonant lock with the Earth Nature 369, 719 (1994)
  • Christoph Leinert, B. Moster: Evidence for dust accumulation just outside the orbit of Venus. Astronomy und Astrophysics 472, 335 (2007)
  • Brian May: A Survey of Radial Velocities in the Zodiacal Dust Cloud (Ph.D thesis, Imperial College of London, 2007)

Weblinks[Bearbeiten]

 Commons: Zodiakallicht – Album mit Bildern, Videos und Audiodateien